中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室激發態氬原子高次諧波產生研究取得進展。科研人員在氬氣中利用介質激發態實現了增強高次諧波的產生。實驗中采用泵浦探測方案(圖1)，具有一定橢偏度的泵浦光將部分氬原子從基態激發到激發態，線偏振的探測光驅動產生高次諧波，觀察到諧波產率隨延遲的變化存在一個幾十皮秒的增強平臺區并且使得高次諧波轉化效率相比探測光單獨驅動情況增加了接近一個數量級(圖2)。此外，固定相對延時在3ps處(增強平臺區)改變泵浦光強度以及探測不同氣體壓強下增強平臺區壽命，實驗結果與相應的理論模擬對比可得：(1)在該實驗條件下，3p+4s態在該過程中占主導地位。(2)增強平臺區壽命解釋為介質中電離電子與激發態原子的碰撞。
阿秒脈沖可以通過高次諧波過程所產生的超連續譜獲得，使得在如此短的時間尺度下追蹤物理、化學和生物體系中超快電子的運動成為可能，但是，該方面的應用同時面臨著阿秒脈沖產生效率非常低的困境。目前，為提高阿秒脈沖產生效率，雙色場以及多色場、混合氣體介質、激發態介質等方案被相繼提出，但是利用稀有氣體激發態介質產生高次諧波在實驗上還鮮有報道。
該方法對于提高高次諧波產生效率，獲得高亮度的高次諧波和阿秒脈沖光源，進一步拓展其應用范圍具有重要意義。此外，通過進一步研究激發態介質產生的高次諧波，在研究原子分子的激發態電子結構和超快電子動力學過程方面具有重要的應用前景。該研究得到了國家973項目、國家自然科學基金的支持。相關工作發表在Appl. Phys. Lett. 107, 041110 (2015)
圖1
圖2
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